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MinkLoc3D-SI:基于稀疏卷积、球面坐标和强度的3D激光雷达位置识别

Kamil Żywianowski*1, Adam Banaszczyk*1, Michał R. Nowicki1, and Jacek Komorowski2

摘要

3D激光雷达位置识别旨在基于旋转3D激光雷达传感器的单次扫描,在先前已知的环境中进行粗略定位。现有的解决方案包括手工设计的点云描述符(例如ScanContext、M2DP、LiDAR IRIS)和基于深度学习的方法(例如PointNetVLAD、PCAN、LPDNet、DAGC、MinkLoc3D),这些方法通常仅在牛津机器人汽车数据集的累积2D扫描上进行评估。我们引入了MinkLoc3D-SI,这是一种基于稀疏卷积的解决方案,利用3D点的球面坐标并处理3D激光雷达测量的强度信息,从而在使用单次3D激光雷达扫描时提高了性能。我们的方法结合了手工设计描述符(如ScanContext)中常见的改进措施与最高效的3D稀疏卷积(MinkLoc3D)。实验结果表明,MinkLoc3D-SI在单次3D激光雷达扫描(悉尼大学校园数据集)上的表现有所提升,并且具有很强的泛化能力(KITTI数据集)。即使球面表示未能显著提高性能,但在累积2D扫描上使用强度信息(机器人汽车强度数据集)仍能改善性能。因此,MinkLoc3D-SI适用于从3D激光雷达获取的单次扫描,使其在自动驾驶车辆中具有应用潜力。


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